The invention discloses a three-dimensional mobile data set based on UASNs coverage probability neighborhood collection method, which comprises the following steps: constructing 3D underwater acoustic sensor networks communication probability model; probability of 3D underwater acoustic sensor networks communication model to construct probabilistic neighborhood covering sets as AUV parking points based on probability; neighborhood covering planning AUV data collect the path based on the whole network data collection. The invention adopts a probabilistic model of underwater acoustic communication, data collection distance according to the probability of demand flexible adjustment; data collection by AUV, effectively reduce the energy consumption of sensor nodes for data transmission, prolong the network lifetime; by constructing probabilistic neighborhood covering sets, AUV without traversing all sensor nodes, effectively shorten the data collection time, in order to reduce the data delay; data transmission success probability by changing the value of P and data transmission rounds, provides an effective and balanced information gain and delay data solutions.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水声传感器网络领域,具体涉及一种基于概率邻域覆盖集的三维UASNs的移动数据收集方法。
技术介绍
水下数据收集对水声传感器网络(underwater acoustic sensor networks,UASNs)的应用具有至关重要的意义,无论是水下环境的监测和管理还是水下灾害监测预警,人们都需要利用UASNs收集获取到感知监测区域的兴趣消息,然后对信息进行分析处理和存储挖掘等操作,最终才能做出合理有效的决策。在UASNs的很多应用中,数据收集需要传输大量的感知数据,而大量感知数据在网络中传输,会产生大量通信开销。此外,由于节点能量是有限的电量的电池供应的而不是持续供给的,为了能够在检测区域获得更多的检测数据,保证网络的有效性,延长网络寿命就是首要的任务。因此,如何在保证信息增益的情况下,尽可能地延长网络寿命并,是一个极具挑战性的问题。目前,对水声传感器网络数据收集方法的相关研究文献如下:1、Wang等人在2008年的《International Conference on Distributed Computing Systems Workshops》上发表的文章“Data Collection with Multiple Mobile Actors in Underwater Sensor Networks”提出了一个采用多个mobile actors以获取高时间精度数据的水下数据收集方案。该方案主要包含三个算法:区域划分及actors分散算法、子区域优化算法,以及虚拟簇生成算法。该方案首先根据边界节点位置将网络划分成4n个区域,再根据节 ...
【技术保护点】
一种基于概率邻域覆盖集的三维UASNs的移动数据收集方法,其特征在于,包含如下步骤:(1)网络概率性通信模型构建:根据三维UASNs的特性,考虑声波衰落、洋流表面活动、湍流噪声、风、热噪声的因素,构建三维UASNs的概率性通信模型;(2)概率邻域覆盖集建立:基于构建的概率性通信模型建立概率邻域覆盖集作为AUV的停驻点;(3)数据收集路径规划:基于已经建立的概率邻域覆盖集,采用贪婪启发式策略规划AUV的路径,缩短路径长度,以减少数据时延;(4)数据收集:AUV沿规划好的路径开始数据收集过程,当AUV靠近选定的停驻点时,采用调度协议收集当前概率邻域内节点的数据。
【技术特征摘要】
1.一种基于概率邻域覆盖集的三维UASNs的移动数据收集方法,其特征在于,包含如下步骤:(1)网络概率性通信模型构建:根据三维UASNs的特性,考虑声波衰落、洋流表面活动、湍流噪声、风、热噪声的因素,构建三维UASNs的概率性通信模型;(2)概率邻域覆盖集建立:基于构建的概率性通信模型建立概率邻域覆盖集作为AUV的停驻点;(3)数据收集路径规划:基于已经建立的概率邻域覆盖集,采用贪婪启发式策略规划AUV的路径,缩短路径长度,以减少数据时延;(4)数据收集:AUV沿规划好的路径开始数据收集过程,当AUV靠近选定的停驻点时,采用调度协议收集当前概率邻域内节点的数据。2.根据权利要求1所述的基于概率邻域覆盖集的三维UASNs的移动数据收集方法,其特征在于,所述的数据收集方法适用于节点部署信息已知的网络。3.根据权利要求1所述的基于概率邻域覆盖集的三维UASNs的移动数据收集方法,其特征在于,步骤(1)所述的三维UASNs的概率性通信模型的特征在于:数据传输成功率随距离增长而衰减。4.根据权利要求1所述的基于概率邻域覆盖集的三维UASNs的移动数据收集方法,其特征在于,步骤(2)所述的概率邻域定义为:概率邻域Ψn为三维UASNs中到位置xv的数据传输成功率P(xv,xn)≥p的所有位置xv的集合。5.根据权利要求1所述的基于概率邻域覆盖集的三维UASNs的移动数据收集方法,其特征在于,步骤(2)所述的建立概率邻域覆盖集的具体包括如下步骤:(2-1)根据三维UASNs的概率性通信模型,计算数据传输成功概率p与传输距离d_p的关系;(2-2)根据需要的数据传输成功概率p构建所有节点的概率邻域作为概率邻域候选集;(2-3)贪婪地选择概率邻域候选集中权重值最大的概率邻域加入概率邻域覆盖集,并从概率邻域候选集中移除入选的概率邻域及该概率邻域覆盖到的节点的概率邻域;(2-4)判断概率邻域候选集是否为空,若为空,则概率邻域覆盖集建立完成;否则重新计算概率邻域候选集中概率邻域的权重,转入步骤(2-3)。6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩光洁,李珊珊,刘立,江金芳,
申请(专利权)人:河海大学常州校区,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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